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2016年12月17日 星期六

論「生酮飲食」與耐力訓練(下)

前篇的簡介之後,各位應當已對運動中的能量來源,有了簡略的概念。然而看完的讀者可能也不免會疑惑:怎麼文章寫到最後,都還沒出現「酮體」這個關鍵字呢?我們不是在講生酮飲食嗎?


首先,請參考這一系列的科普文章。作者是運動生化的專家,要介紹這一系列的複雜生理機制絕對比我們夠資格,再者文筆也比我好,因此強烈建議先點進去讀完。不過如果你懼怕又來一個大篇幅的閱讀資料,那麼以下是概略的重點整理:


人體的酮症反應,是大腦在缺乏葡萄糖作為養分的情況之下、透過肝臟將脂肪酸轉化為酮體以便通過血腦屏障替代葡萄糖的生理狀態。換言之,脂肪的氧化不等於酮症反應,而雖然酮體也可以被肌肉拿來做為燃料使用,然而肌肉要在運動中燃燒脂肪,卻不需要先經過酮化反應。在此直接引用該系列文章第二篇當中的一段話:

「酮體就如酒精一樣,人體雖可以分解利用並產生能量,但這並不代表我們就應該使用它們作為主要能量來源」


所以... 有發現為什麼前文說了個老半天都完全沒講到酮體了嗎?因為燃燒脂肪跟生酮完全不是同一回事啊啊啊啊啊!



你今天,耍笨了嗎?(圖片:Lee Evans Roadrunner Live at The O2)



(話說雖然拿這個圖來借它的搞笑成份,但 Lee Evans 是我非常喜歡的一位表演者;他絕對不是笨蛋,他只是懂得耍笨娛樂大眾的一位懷抱著偉大情操的演員... 特此澄清。)



其實,雖然在某種程度上來說,脂質和碳水化合物的氧化是兩種彼此競爭、交互抑制的作用(Jéquier, 1998);然而在最根本的層次,缺乏碳水化合物的情況之下,脂肪氧化是無法完整進行的。「醣類是燃燒脂肪的催化劑」這句話,不是在國中生物課就學過的事情嗎?怎麼大家都忘記了呢?


到這邊為止,酮症反應、生酮與耐力運動中能量來源的辯論大概已經可以結束了。接下來讓我們檢視幾個生酮飲食倡議者經常提的幾個支持證據,做個完整的收尾。



1. 生酮反應是很多頂尖耐力運動員所採用的營養策略。

這是對的,而且我還可以幫你找幾個出來。其中包含跨大西洋划船100 mile 超級馬拉松、軍事化訓練... 等等。而且研究生酮飲食和酮體代謝的科學家也不在少數,為首的包含 Ken Ford、Jeff Volek、Dom D’Agostino 等人,與「跳進來淌這一灘混水」的另一位頂尖學界專家 -- 澳洲國訓中心(AIS)的首席運動營養專家 Louise Burke 成為立場鮮明對立的兩大陣營。

然而這裡面有一個重點:採用生酮飲食的這些運動員,所參與的都不是普通運動競賽。事實上,由於比賽(或挑戰,例如跨大西洋划船不見得總是同時與他人競爭)時間太長、挑戰太過艱困,正常飲食的人也無可避免會提高脂肪代謝,並且在某種程度上依賴酮體。而只依賴自由脂肪酸或甚至酮體作為燃料的主要副作用:運動速度下降 (Neumann, 2000),在此已經不構成問題,因為這些比賽的本質就不是拚高速。

再說,擁戴生酮飲食的科學陣營自己也承認,他們鼓吹酮化代謝的根本目的並不是在追求高競技運動表現,而是更健康、更長久永續的人生。運動很可能是他們推廣生酮飲食所選擇採取的做法,而不是目的本身。


2. 越來越多的研究證據顯示,人類可以經過飲食改變,主要使用脂肪作為高強度耐力運動的能量來源,而且運動表現不會下降。

這也是對的,而且我也可以幫你找幾個出來。首先是這一篇針對自行車選手的研究 (Phinney et al., 1983),指出經過四週的生酮飲食,自行車選手在中低強度 (submaximal) 的運動表現不會降低,而且能夠有效保存肌肉中肝醣的含量,在研究過程中也沒有產生低血糖。但是研究並沒有說出在高強度時會發生什麼事情。而高強度運動能力卻是自行車競賽決勝的關鍵,管你是爬坡型選手、衝刺型選手、計時賽選手... 通通一樣。

再來是這一篇今年的研究(Volek, 2016),指出與高碳水化合物飲食的耐力運動員相比,平均有一年半至兩年低醣或生酮飲食經驗的運動員只要是有相類似的最大攝氧量,在高強度運動時的脂肪利用率也會大幅高過吃高醣類或「正常」飲食的受試者:也就是說,這些人並非「異類」,而是被訓練和飲食習慣造成了改變,而以往舊式的科學結論只是因為沒有研究到這一些對象。

但這邊也有幾件事人家沒有告訴你:這些「換過引擎」的運動員也許運動表現沒有下降,但相對的也沒有被提升!甚至於在 Volek 那篇研究裡,還很巧妙地避開了一個重點:跑步速度。在描述受試者的章節裡 Volek 不斷強調這些人如何在 > 50km 超級馬拉松或者113半程以上鐵人三項比賽有前 10% 的好成績、有些是國家隊、有些是某種全國紀錄的保持人... 但他卻沒有說同樣是接近 65 ml/kg-min 的最大攝氧量,吃高醣和生酮的選手各自是跑到了幾公里的時速!

那訓練使用多一點脂肪的好處到底在哪裡?後面我們會講。


3. 人類經過幾百萬年的演化,適合了高脂肪、高蛋白質的飲食,而這不是在幾千年內就能改變成適應文明生活的。

拜託喔...「子非魚,安知魚之樂?」你又不是山頂洞人,你怎知道山頂洞人晚餐都吃什麼?

事情的真相是,根本就沒有任何考古證據顯示,所謂的「遠古人類」有什麼單一吃法。早先在上一波所謂的「石器時代飲食」流行得火熱的時候,就已經有科學家說過,石器時代的人類並不見得是這樣吃。

我們對原始人類的刻板印象是從哪來的?住在洞穴裡、獵殺長毛象的尼安德塔人,
能代表所有石器時代的人種和部族嗎?(圖片取自 http://www.ancient-origins.net/)

某次我的一位跑者跟我說:「教練你知道嗎?愛斯基摩人的飲食,主要成分就是油脂和肉類...」還沒聽他說完我就直接反問:「你認識幾個愛斯基摩人是有在跑馬拉松的?」

事實上,所謂的漁獵生活,不是整天都在深山裡、荒野中追著獵物跑,或者划個小皮艇手裡抓魚叉出海捕鯨。真正的愛斯基摩人大部分時間,是守候在浮冰上海豹呼吸的氣孔旁邊,坐下去就等他個好幾小時、碰到獵物來時再給牠一槍;不然就是把冰塊鑿兩個洞,架一張網子過去,等魚入網。漁獵生活的本質其實比較像艱苦的勞動,但雖然艱苦,最重要的原則卻是要花費最小的力氣去獲得最充足的食物,沒有誰整天沒事就跟在狗拉的雪橇旁邊跑上七八個小時只為了要獵馴鹿。



如果釣魚可以這麼輕鬆,沒事幹嘛打獵?




還可以架張魚網,連趴在洞旁的辛苦都省了。


全世界的石器時代人類(或者相對應的近代各原住民族)散布在各種不同環境,有些可能以肉類為主食,有些可能以採集水果、種子和蛆蟲為食,有些可能種植根莖類和捕魚,有些可能養蝸牛或烏龜煮來吃... 在我們現代人是否應該改採類似飲食的這個議題上,我想應該要先請教人類學專家,而不是你自己那個領域的某些權威。

退一萬步講,如果石器時代人類的生活是我們應該致力追求的典範,那你運動前幹嘛還要先熱身?獵人看到下手機會還可以先滾個滾筒、慢跑三分鐘、核心啟動、動態伸展做完,衝完兩趟十公尺,再擲出手上的標槍嗎?

還是說石器時代的人類平時有在為了追捕野牛做跳躍力訓練?玩槓鈴?跑步還用心跳帶?


4. 吃生酮飲食的運動員並不會低血糖或肝醣缺乏,因為可以透過醣質新生作用把這些能量基質從肝臟裡面轉變出來。

這也是對的,可是你要不要考慮直接還是吃醣類,可以省掉這一大截力氣喔。

事實上完全不吃醣類然後希望身體自己變出肝醣的這種做法,就像是你有智慧型手機、卻不願意透過專用App寫電子郵件,而是先開啟網頁瀏覽器、從電腦版網頁登入G-mail帳號,然後再用電腦版的介面去寫電子郵件。

這會產生一個麻煩,也就是繞遠路注定比較沒效率。如果你必須透過速度訓練或高強度間歇來提升中低強度的比賽表現,在訓練中身體就無可避免要大量消耗醣類,運氣不好還有可能當機... 練不到你該有的強度,又要花比較久的時間復原,這真的是身為競技運動員的你想要選擇的做法嗎?


5. 生酮飲食可以教會身體利用脂肪燃料,因此就可以比較節省醣類的使用,大幅增加耐久力以及在在關鍵時候有更多醣類可以提供快速燃燒。

這個假設很誘人,不過實際上這個能力根本就不需要透過長時間的生酮飲食才能夠練到,前一篇文章所講的20分鐘空腹低強度就可以了。

這個概念對某些運動族群來講可能依然是相對比較新穎的,例如今年的環法自行車賽總冠軍選手,在賽事期間的休息日早餐:半顆酪梨、四個水波蛋和一片瘦的煙燻鮭魚。高油脂和高蛋白質的組合,沒有任何一丁點碳水化合物,在自行車界引起不小的騷動。

這證實了自行車選手在競賽期間的休息日,其實也是生理機能另類的「訓練」日;就算沒有大量的訓練騎乘,也要趁機利用低醣高脂飲食,訓練身體使用自由脂肪酸和酮體的有氧代謝路徑。但這種吃法在有高強度比賽的日子是不可採用的,別以為他整整21天每餐都這樣吃。

事實上根據 Louise Burke 教授團隊的這一篇研究 (Stellingwerff et al., 2006),五天的低醣高脂飲食,搭配一日的正常飲食,就可以成功降低70%VO2Max強度的醣類使用比例,但也會降低無氧醣酵解的相關酵素活性。也就是說,你做一個禮拜的低醣飲食,就能夠達到生酮飲食所宣稱的改變效果了,根本不需要搞到好幾個月;但換句話說,如果轉換成使用油脂要那麼久,那短時間要想轉換回來使用高爆發力的碳水化合物,有可能嗎?



這種五分鐘火力全開的騎法,吃五天生酮飲食之後還做得出來嗎?
(影片主角就是在休息日早餐只吃酪梨燻鮭魚和水波蛋的那位老兄)


6. 生酮飲食可以讓運動員更健康

錯!即便是鼓吹晨間空腹低強度有許多好處的作者,也強調在缺乏肝醣的情況下、運動的品質會難以維持,比較容易促進肌肉的分解,也會給賀爾蒙與免疫系統帶來較大的壓力。「長期這樣施行反而有負面效果」,應該要採用每天交替穿插的方式執行。

另外在這篇研究中提到,三天低醣高脂飲食可以提升HIIT訓練中的脂肪酸氧化比例,血乳酸濃度也降低,但是運動員感覺較疲累。由此可見血乳酸濃度降低並不是身體疲勞程度的反應,而是缺乏醣類的後果,訓練動機低下的長期心理影響也不容小覷。

長期採用生酮飲食對身體來講是個額外壓力,用了之後沒事的雖然大有人在,但這不見得是鼓勵你跟著使用的好理由。




結語:

空腹訓練能提升自由脂肪酸的氧化能力,胰島素敏感性以及肝醣的保留(review),目前仍是新穎的科學議題,集中在第二型糖尿病患者的運動治療研究;但「新穎」的意思就是「未有定論」,在確定不會造成任何健康風險、潛在又可能有好處的前提之下,我們不妨就用用看。

但是生酮飲食就是另外一回事情。這種飲食方法本身並沒有非常嚴重的問題,然而在應用上卻必須要有許多限制,而且目前看起來在運動表現上「最多就是與正常飲食一樣好」而已。雖然要怎麼採用最終屬於個人自由意志的選擇,然而如果你是練耐力型運動,我們強烈建議你不要花這個時間去走冤枉路。

就像我個人是屬於慢性過敏的受害者,因此我的飲食中就盡量地降低乳製品,因為聽說牛奶是造成慢性過敏的一大禍首,而且反正我的生活中也不用依賴它。然而因為我知道科學界在這方面的意見還相當分歧,因此雖然我自己抱著一絲希望去採行,近年來似乎也有點效果,然而我卻從來不曾跟任何學員講過類似「你該斷奶了」這類行銷話術。

最淺薄的講法就是,哪天有吃生酮飲食練出來的奧運金牌或世界冠軍出現,我們再來重新討論這個話題也不遲。於此之前,觀念上稍微「守舊」一點,看樣子還是比較聰明!



[參考文獻]

Jéquier, E. (1998). Effect of lipid oxidation on glucose utilization in humans. The American Journal of Clinical Nutrition,67(3): 527-530.

Neumann, G., Pfützner, A, & Berbalk, A. (2000). Energy Metabolism and Training Load. In Successful Endurance Training, 81-106. Oxford, UK: Meyer & Meyer Sport.

Phinney, S. D., Bistrian, B. R., Evans, W. J., Gervino, E., & Blackburn, G. L. (1983). The human metabolic response to chronic ketosis without caloric restriction: Preservation of submaximal exercise capability with reduced carbohydrate oxidation. Metablism, 32(8): 769-776.

Volek, J. S. et al. (2016). Metabolic characteristics of keto-adapted ultra-endurance runners. Metabolism, 65(3): 100-110.

Stellingwerff , T., Spriet, L. L., Watt, M. J., Kimber, N. E., Hargreaves, M., Hawley, J. A., & Burke, L. M. (2006). Decreased PDH activation and glycogenolysis during exercise following fat adaptation with carbohydrate restoration. American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism, 290(2): 380-388.

Peters, S. J., Harris, R. A., Wu, P., Pehleman, T. L., Heigenhauser, G. J., & Spriet, L. L. (2001). Human skeletal muscle PDH kinase activity and isoform expression during a 3-day high-fat/low-carbohydrate diet.  American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism, 281(6):E1151-8.

Hansen, D., De Strijcker, D., Calders, P. (2016). Impact of Endurance Exercise Training in the Fasted State on Muscle Biochemistry and Metabolism in Healthy Subjects: Can These Effects be of Particular Clinical Benefit to Type 2 Diabetes Mellitus and Insulin-Resistant Patients? Sports Medicine [Epub ahead of print]



關於作者:

廖歆迪,國立體育大學教練所畢業,personal trainer 資歷三年。

客戶群包括籃球、棒球、桌球、羽球、路跑與鐵人三項。四屆國際自由車環台賽隨隊按摩師。本身是自由車運動業餘愛好者。

1 則留言:

  1. 你用的都是非生酮飲食者的資料,當然看不出好處,生酮飲食的跑者和高醣飲食的跑者,測出來的能量來源比例根本不同,高糖飲食者在55%VO2Max強度跑步時使用脂肪的量就開始降低,生酮飲食者要到70%VO2Max才開始降低,而且生酮飲食者的脂肪使用量遠比高糖飲食者高很多,所以生酮飲食者是能夠在運動強度上升時使用更多脂肪。在64%VO2Max強度下跑步3小時,低醣飲食者從一開始脂肪就佔了9成的的能量來源,穩定的提供到最後,高糖飲食者一開始脂肪4成到最後6成,你給的資料很多都是高糖飲食者的資料,另外,降低70%VO2Max強度的醣類使用比例,不代表提高脂肪的使用比例,更不能代表生酮飲食,酮適應也要考量進去。
    肝糖的存量有限,而且低醣飲食的跑者和高糖飲食的跑者肌肉中的肝糖量幾乎一樣,不管是在跑步前、跑步三小時時或是跑完兩小時時,所以低糖飲食者可以保留糖分到最後衝刺,反而是高糖飲食者消耗了太多肝糖,以經沒力衝刺,酮適應的跑者使用脂肪的能力和沒有酮適應的跑者根本完全不同,空腹跑步會分解肌肉所以生酮也會?這完全沒有邏輯,整篇文章完全沒提到生酮飲食者資料,用高醣飲食者的資料看生酮飲食者,那結果當然是和高糖飲食一樣,而且低醣飲食者在64%VO2Max強度下跑步脂肪占了約90%,和你的資料59%VO2Max強度下比,脂肪連40%都不到,你卻說空腹就可以達到了...,這差很多,其它很多點也是,沒有生酮飲食或至少低醣飲食者的資料根本不會知道差異在哪,這樣得出來的結論根本完全不同。

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